芯片的组成材料是什么?详述芯片分类

为增进大家对芯片的认识，本文将对芯片的组成材料以及芯片的详细分类予。

芯片是国内需要大力发展的产业，也是国家正在积极扶持的产业。在没有芯片的情况下，电脑、手机等设备将瘫痪。为增进大家对芯片的认识，本文将对芯片的组成材料以及芯片的详细分类予以介绍。如果你对芯片具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、芯片的组成材料有什么

芯片的原料是晶圆，硅又是晶圆的组成成分，硅主要由由石英沙所精练出来，晶圆便是硅元素加以纯化(99.999%)，接着是将这些纯硅制成硅晶棒，成为制造集成电路的石英半导体的材料，将其切片就是芯片制作具体所需要的晶圆。晶圆越薄，生产的成本越低，但对工艺就要求的越高。

可能会有人问了，半导体有这么多，为什么会选择硅来生产芯片呢?其实选择硅作为芯片原材料的原因主要有以下几点：

1、硅作为地球第二多的元素，很容易就能找到提纯的原材料，并且硅相关的处理工艺已经发展了几十年，相对其他元素来说已经很成熟了。

2、硅的价格便宜，易于推广。

3、硅的化学性质稳定，因此制造出来的芯片稳定性也较强。

不过由于近期全球半导体短缺的情况出现，已经有部分公司开始用氮化镓来代替硅作为芯片的原材料。

氮化镓有着比硅更宽的带隙，因此其生产的器件有着更小的晶体管和更短的电流，超低电阻和电容能够将速度大幅度的提升。氮化镓在射频器件和电力电子器件的制造上比硅更具优势，能够用来制造5G技术所使用的的高频无线电波脉冲芯片组，并且氮化镓的耐热性也高于硅，另外氮化镓作为一种加工副产品，它的生产成本较低，并且交货时间快，产能高，故此已经有不少国家开始重视起了镓这种元素。

二、芯片分类

芯片的分类有很多，按照不同的处理信号可分为模拟芯片和数字芯片两种。简单来说，模拟芯片利用的是晶体管的放大作用，而数字模拟芯片利用的是晶体的开关作用。具体来看，模拟芯片用来产生、放大和处理各种模拟信号，种类细且繁多，包括模数转换芯片(ADC)、放大器芯片、电源管理芯片、PLL等等。模拟芯片设计的难点在于非理想效应过多，需要扎实的基础知识和丰富的经验，比如小信号分析、时域频域分析等等。

相比之下，数字芯片则是用来产生、放大和处理各种数字信号，数字芯片一般进行逻辑运算，CPU、内存芯片和DSP芯片都属于数字芯片。数字芯片设计难点在于芯片规模大，工艺要求复杂，因此通常需要多团队共同协同开发。

还有大家非常常见的，按照使用功能来分类，主要有CPU、GPU、FPGA、DSP、ASIC等。CPU是中央处理器，它作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU 是对计算机的所有硬件资源(如存储器、输入输出单元)进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。

按照不同应用场景来分类，芯片又可以分为民用级(消费级)，工业级，汽车级，军工级芯片，它们主要区别还是在工作温范围。军工级芯片由于要面临复杂的战争环境，其使用的电子器件要足够的耐操，像导弹、卫星、坦克、航母里面的电子元器件，任何一个部分拿出来都是最先进的，领先工业级10年，领先商业级20年左右，最贵最精密度的都在军工级中体现出来，其工作温度在-55℃～+150℃;汽车级芯片工作温度范围-40℃～+125℃;工业级芯片比汽车级档次稍微低一点，价格次之，精密度次之，工作温度范围在-40℃～+85℃;民用/消费级芯片就是市场上交易的那种，电脑、手机，你能看到的基本上都是商用的。不过产品质量也有所不同，比如微软做的芯片就算是商业级里的军工级，价格最便宜，最常见最实用，工作温度范围在0℃～+70℃。

以上便是此次小编带来的芯片相关内容，通过本文，希望大家对芯片的组成材料以及芯片的具体分类具备一定的了解。